Hielscher Ultrasonics
Keskustelemme mielellämme prosessistasi.
Soita meille: +49 3328 437-420
Lähetä meille sähköpostia: info@hielscher.com

grafeenioksidi – Ultraäänikuorinta ja dispersio

Ultraäänikuorinta on laajalti käytetty tekniikka grafeenioksidin tuottamiseksi hajottamalla grafiittioksidi ohuiksi, yhden tai muutaman kerroksen grafeenilevyiksi. Hielscher-sonikaattorit luovat voimakasta akustista kavitaatiota, jossa energiatiheät ultraääniaallot tuottavat korkean energian mikrokuplia nestemäisessä väliaineessa. Nämä romahtavat kuplat luovat leikkausvoimia, jotka erottavat grafiittioksidikerrokset ja kuorivat ne tehokkaasti grafeenioksidinanolevyiksi. Hyödynnä korkean suorituskyvyn ultraääniä tuodaksesi grafeenioksidipohjaisen sovelluksesi seuraavalle tasolle!

Grafeenioksidin ultraäänikuorinta

Grafeenioksidi on vesiliukoinen, amfifiilinen, myrkytön, biohajoava ja se voidaan helposti dispergoida stabiileiksi kolloideiksi. Ultraäänikuorinta ja dispersio on erittäin tehokas, nopea ja kustannustehokas menetelmä grafeenioksidin syntetisoimiseksi, hajottamiseksi ja funktionalisoimiseksi teollisessa mittakaavassa. Jatkokäsittelyssä ultraäänidispergointilaitteet tuottavat korkean suorituskyvyn grafeenioksidipolymeerikomposiitteja.

Ultraäänikuorinnan edut

Ultraäänikuorinta tarjoaa useita etuja, kuten yksinkertaisuuden, skaalautuvuuden ja ympäristöystävällisyyden, koska se ei yleensä vaadi kovia kemikaaleja tai monimutkaista käsittelyä. Lisäksi se mahdollistaa grafeenioksidinanoarkkien koon ja paksuuden tarkan hallinnan, mikä on ratkaisevan tärkeää niiden ominaisuuksien virittämiseksi eri sovelluksissa.

Tietopyyntö







Teollinen sonicator-asennus grafeenin kuorintaan ja dispersioon: Korkean intensiteetin ultraääniaallot luovat kavitaatiovoimia, jotka hajottavat grafiitin grafeenioksidinanosheeteiksi, jotka ovat ihanteellisia skaalautuvaan tuotantoon energian varastoinnissa, elektroniikassa ja kehittyneissä materiaalisovelluksissa.

Teollinen sonicator UIP16000hdT grafeenioksidin kuorintaan suurella läpäisykyvyllä

Video näyttää grafiitin ultraäänisekoituksen ja dispergoinnin 250 ml: ssa epoksihartsia (Toolcraft L) käyttäen ultraäänihomogenisaattoria (UP400St, Hielscher Ultrasonics). Hielscher Ultrasonics valmistaa laitteita grafiitin, grafeenin, hiili-nanoputkien, nanolankojen tai täyteaineiden hajottamiseksi laboratoriossa tai suurikokoisissa tuotantoprosesseissa. Tyypillisiä sovelluksia ovat nanomateriaalien ja mikromateriaalien dispergointi funktionalisointiprosessin aikana tai dispergointiin hartseiksi tai polymeereiksi.

Sekoita epoksihartsi grafiittitäyteaineen kanssa ultraäänihomogenisaattorilla UP400St (400 wattia)

Videon pikkukuva

 

Protokolla: Grafeenioksidin ultraäänikuorinta

Hielscher-koettimen tyyppisen sonikaattorin digitaalinen kosketusnäyttö UP200HTGrafeenioksidin (GO) nanoarkkien koon hallitsemiseksi kuorintamenetelmällä on keskeinen tekijä. Tarkasti hallittavien prosessiparametriensa ansiosta ultraäänikuorinta on yleisimmin käytetty delaminointitekniikka korkealaatuisen grafeenin ja grafeenioksidin tuottamiseksi.
Grafeenioksidin ultraäänikuorintaan grafiittioksidista on saatavilla erilaisia protokollia. Etsi esimerkillinen protokolla ultraäänigrafeenioksidin kuorintaan alla:
Grafiittioksidijauhe sekoitetaan vesipitoiseen KOH: hon, jonka pH-arvo on 10. Kuorintaan ja sitä seuraavaan dispersioon käytetään koetintyyppistä ultraäänilaitetta UP200St (200W). Sen jälkeen K + -ionit kiinnitetään grafeenin tyvitasolle ikääntymisprosessin aikaansaamiseksi. Ikääntyminen saavutetaan pyörivässä haihdutuksessa (2 h). Liiallisten K + -ionien poistamiseksi jauhe pestään ja sentrifugoidaan useita kertoja.
Saatu seos sentrifugoidaan ja kylmäkuivataan siten, että dispergoituva grafeenioksidijauhe saostuu.
Johtavan grafeenioksidipastan valmistus: Grafeenioksidijauhe voidaan dispergoida dimetyyliformamidiin (DMF) sonikaatiossa johtavan tahnan tuottamiseksi. (Han et ai.2014)

Ultraäänikuorintaa käytetään laajalti grafeenin nanoarkkien ja grafeenioksidin tuottamiseen. Hielscherin ultraäänijärjestelmät vakuuttavat grafeenin erittäin tehokkaana, kustannustehokkaana ja nopeana synteesitekniikkana, joita käytetään suuriin lietevirtoihin ja joita käytetään grafeenin massatuotantoon.
Kuvan lähde: Potts J. R., Dreyer D. R., Bielawski Ch. W., Ruoff R.S (2011): Grafeenipohjaiset polymeerinanokomposiitit. 52, numero 1, 2011. 5–25.

Ultraäänigrafeenioksidin kuorinnan mekanismi
(Kuva: Potts et al. 2011)

Grafeenioksidin ultraäänifunktionalisointi

Sonikaatiota käytetään menestyksekkäästi grafeenioksidin (GO) sisällyttämiseen polymeereihin ja komposiitteihin.
Esimerkkejä:

  • grafeenioksidi-TiO2-mikropallokomposiitti
  • polystyreeni-magnetiitti-grafeenioksidikomposiitti (ydin-kuorirakenteinen)
  • polystyreenipelkistetyt grafeenioksidikomposiitit
  • polyaniliininanokuitupäällysteinen polystyreeni/grafeenioksidi (PANI-PS/GO) -ydinkuorikomposiitti
  • polystyreeni-interkaloitu grafeenioksidi
  • P-fenyleenidiamiini-4vinyylibentseeni-polystyreenimodifioitu grafeenioksidi
Koetintyyppinen ultraäänilaite UP400St nanohiukkasten dispersioon, kuten grafeenin nanoverihiutaleet stabiilissa vesisuspensiossa.

Ultraäänilaite UP400St grafeenin nanoverihiutaleiden dispersioiden valmistukseen

Ultraäänikuorinnalla tuotetun grafeenioksidin sovellukset

Ultraäänikuorinnalla tuotetulla grafeenioksidilla on laajat sovellukset eri aloilla. Elektroniikassa sitä käytetään joustavissa johtavissa kalvoissa ja antureissa; Energian varastoinnissa se parantaa paristojen ja superkondensaattoreiden suorituskykyä. Grafeenioksidin antibakteeriset ominaisuudet tekevät siitä arvokkaan biolääketieteellisissä sovelluksissa, kun taas sen suuri pinta-ala ja funktionaaliset ryhmät ovat edullisia katalyysissä ja ympäristön kunnostamisessa. Kaiken kaikkiaan ultraäänikuorinta helpottaa korkealaatuisen grafeenioksidin tehokasta tuotantoa käytettäväksi huipputeknologiassa.

Sonikaattorit grafeenin ja grafeenioksidin käsittelyyn

Hielscher Ultrasonics tarjoaa suuritehoisia ultraäänijärjestelmiä grafeenin ja grafeenioksidin kuorintaan, dispergointiin ja käsittelyyn. Luotettavat ultraääniprosessorit ja hienostuneet reaktorit tarjoavat tarkan ohjauksen, mikä mahdollistaa ultraääniprosessien virittämisen haluttuihin tavoitteisiin.
Yksi ratkaiseva parametri on ultraääniamplitudi, joka määrittää ultraäänianturin värähtelyn laajenemisen ja supistumisen. Hielscherin teolliset ultraäänilaitteet tuottavat suuria amplitudit, jopa 200 μm, jatkuvasti käynnissä 24/7 toiminnassa. Vielä suuremmille amplitudille on saatavana räätälöityjä ultraääniantureita. Kaikki prosessorit voidaan säätää tarkasti prosessiolosuhteisiin ja valvoa sisäänrakennetun ohjelmiston avulla, mikä takaa luotettavuuden, tasaisen laadun ja toistettavat tulokset.
Hielscher-sonikaattorit ovat vankkoja ja voivat toimia jatkuvasti raskaissa ympäristöissä, mikä tekee sonikaatiosta edullisen tuotantoteknologian laajamittaiseen grafeenin, grafeenioksidin ja grafiittimateriaalin valmistukseen.
Laaja tuotevalikoima ultraäänilaitteita ja lisävarusteita, mukaan lukien sonotrodit ja reaktorit, joilla on eri kokoja ja geometrioita, mahdollistaa optimaalisten reaktio-olosuhteiden ja tekijöiden, kuten reagenssien, ultraäänienergian syötön, paineen, lämpötilan ja virtausnopeuden, valinnan korkeimman laadun saavuttamiseksi. Hielscherin ultraäänireaktorit voivat jopa paineistaa jopa useita satoja bargeja, mikä mahdollistaa erittäin viskoosisten tahnojen sonikoinnin viskositeetilla yli 250 000 senttimetriä.
Ultraäänidelaminaatio ja kuorinta ylittävät tavanomaiset tekniikat näiden tekijöiden vuoksi.

Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!

Käytä alla olevaa lomaketta, jos haluat pyytää lisätietoja ultraäänihomogenisoinnista. Olemme iloisia voidessamme tarjota sinulle ultraäänijärjestelmän, joka täyttää vaatimuksesi.












Hielscher Ultrasonics

  • suuri teho
  • suuret leikkausvoimat
  • sovellettavat korkeat paineet
  • tarkka ohjaus
  • saumaton skaalautuvuus (lineaarinen)
  • erä ja jatkuva
  • Toistettavat tulokset
  • luotettavuus
  • rotevuus
  • Korkea energiatehokkuus
7kW ultraäänidispergointijärjestelmä grafeenin inline-tuotantoon (Klikkaa suuremmaksi!)

Ultraäänijärjestelmä grafeenioksidin kuorintaan

 
Jos haluat lisätietoja ultraäänigrafeenin synteesistä, dispersiosta ja funktionalisoinnista, napsauta tätä:

 

Faktoja, jotka kannattaa tietää

Ultraääni ja kavitaatio: Miten grafiitti kuoritaan grafeenioksidiksi sonikaatiolla?

Grafiittioksidin (GrO) ultraäänikuorinta perustuu akustisen kavitaation aiheuttamaan suureen leikkausvoimaan. Akustinen kavitaatio johtuu vuorottelevista korkean paineen / matalan paineen sykleistä, jotka syntyvät voimakkaiden ultraääniaaltojen kytkemisestä nesteeseen. Matalapainesyklien aikana esiintyy hyvin pieniä tyhjiöitä tai tyhjiökuplia, jotka kasvavat vuorotellen matalapainesyklien aikana. Kun tyhjiökuplat saavuttavat koon, jossa ne eivät pysty absorboimaan enemmän energiaa, ne romahtavat voimakkaasti korkean paineen aikana. Kuplan luhistuminen johtaa kavitaatioleikkausvoimiin ja jännitysaaltoihin, äärimmäiseen lämpötilaan jopa 6000K, äärimmäisiin jäähdytysnopeuksiin yli 1010K / s, erittäin korkeat paineet jopa 2000atm, äärimmäiset paine-erot sekä nestemäiset suihkut, joiden nopeus on jopa 1000 km / h (∼280m / s).
Nämä voimakkaat voimat vaikuttavat grafiittipinoihin, jotka delaminoidaan yhden tai muutaman kerroksen grafeenioksidiksi ja koskemattomiksi grafeenin nanosheeteiksi.

Mikä on grafeenioksidi?

Kuinka tuottaa grafeenioksidia? Hielscher Ultrasonics toimittaa tehokkaita ultraääniprosessoreita grafiittioksidin irtomateriaalin kuorimiseksi grafeenioksidiksi. www.hielscher.comGrafeenioksidi (GO) syntetisoidaan kuorimalla grafiittioksidia (GrO). Vaikka grafiittioksidi on 3D-materiaali, joka koostuu miljoonista grafeenikerroksikerroksista, joissa on interkaloituja happea, grafeenioksidi on yksi- tai muutaman kerroksen grafeeni, joka hapetetaan molemmilta puolilta.
Grafeenioksidi ja grafeeni eroavat toisistaan seuraavissa ominaisuuksissa: grafeenioksidi on polaarinen, kun taas grafeeni on ei-polaarinen. Grafeenioksidi on hydrofiilinen, kun taas grafeeni on hydrofobinen.
Tämä tarkoittaa, että grafeenioksidi on vesiliukoinen, amfifiilinen, myrkytön, biohajoava ja muodostaa stabiileja kolloidisia suspensioita. Grafeenioksidin pinta sisältää epoksi-, hydroksyyli- ja karboksyyliryhmiä, jotka ovat käytettävissä vuorovaikutuksessa kationien ja anionien kanssa. Ainutlaatuisen orgaanisen ja epäorgaanisen hybridirakenteensa ja poikkeuksellisten ominaisuuksiensa ansiosta GO-polymeerikomposiitit tarjoavat suuren potentiaalin moninaisiin teollisiin sovelluksiin. (Tolasz ym. 2014)

Mikä on vähentynyt grafeenioksidi?

Pelkistetty grafeenioksidi (rGO) tuotetaan grafeenioksidin ultraääni-, kemiallisella tai lämpöpelkistimellä. Pelkistysvaiheen aikana suurin osa grafeenioksidin happitoiminnoista poistetaan siten, että tuloksena olevalla pelkistetyllä grafeenioksidilla (rGO) on hyvin samanlaiset ominaisuudet kuin koskemattomalla grafeenilla. Pelkistetty grafeenioksidi (rGO) ei kuitenkaan ole virheetön ja koskematon kuin puhdas grafeeni.

Kirjallisuus/viitteet



Keskustelemme mielellämme prosessistasi.

Otetaan yhteyttä.